JP2011069566A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、製造効率を低下させることなく、ドレンの酸化作用による腐食が防止できる給湯装置を提供することを目的とした。
【解決手段】給湯装置１は、燃焼部２と、燃焼部２で発生した燃焼ガスと熱交換する二次熱交換器３０を備えた熱交排気部６とを有している。熱交排気部６は、熱交換器が内蔵される内筐体と、内筐体を内側に配置可能な外筐体とを有している。内筐体４４と外筐体３９には、それぞれ底部にドレン排水口３９ｅ，４４ｂが設けられており、内筐体４４及び外筐体３９のドレン排水口３９ｅ，４４ｂの縁端部にはそれぞれ、立設部３９ｆ，４４ｃが設けられている。そして、両者のドレン排水口３９ｅ，４４ｂを連通した状態で、立設部３９ｆに立設部４４ｃを挿通して係合している。これにより、内筐体４４が外筐体４９に対して固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、給湯装置に関するものであり、特に潜熱回収式の給湯装置に関するものである。

従来より、高温の燃焼ガスが持つ顕熱だけでなく、潜熱までも回収可能とした、所謂潜熱回収型の給湯装置が提供されている。潜熱回収型の給湯装置として、例えば特許文献１に開示されているような構成を有するものがあり、主として燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用の熱交換器（一次熱交換器）と、主として燃焼ガスの潜熱を回収する（残存する顕熱も回収する）潜熱回収用の熱交換器（二次熱交換器）を備えたものである。

特開２００８−２４９３１３号公報

上記した潜熱回収型の給湯装置では、二次熱交換器において、燃焼ガスの潜熱を回収して熱効率の向上を図っているが、この時、燃焼ガス中に含まれる水蒸気が凝縮して相変化したドレンが発生する問題があった。このドレンは、燃焼ガスに晒されることにより酸性度が高くなり、腐食性を有する液体となるため、ドレンが付着し得る壁面などにステンレス鋼等の耐腐食性が高い金属などを採用する必要があった。しかしながら、ステンレス鋼等の耐腐食性が高い金属などは、一般的に高価であり、出来るだけ採用したくないという要望がある。

そのため、発明者らは、図７に示すように、二次熱交換器１３０が配された排気部１０６の下方から酸性のドレンを排出可能とした給湯装置を試作した。具体的には、排気部１０６の底部にドレンを受ける受部１１０を設け、この受部１１０から外部にドレンを排出できる構成とした。これにより、ドレンが受部１１０より燃焼ガスの流れ方向上流側に漏洩することが防止されるため、高価なステンレス鋼などを採用する部位を最小限に抑えることができる。具体的には、試作した給湯装置では、ステンレス鋼は排気部１０６のみに使用されている。

ところで、従来の潜熱回収型の給湯装置は、一般的に、二次熱交換器が設けられる排気部などは、熱効率を低下させない等の目的から、内枠内に二次熱交換器を配置し、そしてその内枠を、内枠より一回り大きい化粧枠（外枠）の内側に配し、化粧枠と内枠との間に断熱材を挟んだ構成とされている。そして、内枠と化粧枠の両者には、複数の連通するビス孔が設けられ、当該ビス孔にステンレス鋼で構成されたビスが挿通されて内枠が化粧枠に対して一体的に固定されている。

ここで、ビス孔にビスを螺合する際には、一般にビスは回転により、挿通されるビス孔の縁端部を削りながらねじ込まれる。そのため、削られたビス孔の縁端部にドレンが付着すると、そのビス孔から漏洩して外枠を腐食させる場合があった。この対策として、ビスを挿通したビス孔に耐腐食性を備えたシール剤を塗布する方策が勘案されるが、製造工程が増加するため、製造効率が低下して製造コストが増加する懸念がある。

そこで本発明は、試作した給湯装置をさらに改良するもので、製造効率を低下させることなく、ドレンの酸化作用による腐食が防止できる給湯装置を開発することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃焼部と、熱交換器を有する熱交排気部とを備え、燃焼部で発生した燃焼ガスを前記熱交排気部に導入して、当該燃焼ガスと前記熱交換器を流れる湯水とが熱交換する給湯装置であって、前記熱交排気部は、熱交換器が内蔵される内筐体と、当該内筐体を内側に配置可能な外筐体とを有し、前記内筐体及び外筐体の底部には、燃焼ガスと湯水との熱交換により発生するドレンを排出するドレン排水口が設けられ、前記内筐体と外筐体の少なくとも一方の前記ドレン排水口は、縁端部が立設された立設部を有し、前記内筐体と外筐体は、ドレン排水口同士が連通した状態で、立設部が他方のドレン排水口に挿通されて係合していることを特徴とする給湯装置である。

本発明の給湯装置は、熱交換器が内蔵される内筐体と、その内筐体を内側に配置可能とした外筐体とが、それぞれの底部に設けられたドレン排水口同士を連通させつつ、外筐体に対して内筐体を位置決めして支持した構成とされている。なお、以下、内筐体には、耐腐食性が高い部材（例えば、ステンレス鋼）を用いることを前提として説明する。
具体的には、例えば、内筐体のドレン排水口（以下、内側排水口とも言う）に立設部を設ける構成とすると、その立設部は外筐体の底部側（下方）に向かって立設させることで外筐体のドレン排水口（以下、外側排水口とも言う）に容易に係合させることが可能となる。また、例えば、外側排水口に立設部を設ける構成とすると、その立設部は内筐体の底部側（上方）に向かって立設させることで内側排水口に容易に係合させることが可能となる。この場合は、外筺体の底部に耐腐食性が高い部材を用いることが望ましい。さらに、例えば、外側排水口と内側排水口の双方に立設部を設け、双方の立設部を同方向に立設させる構成とすると、一方の立設部を他方の立設部に挿通した際の外筐体に対する内筐体の水平方向の自由度が殆どなくなるため、内筐体の安定性が増す。

即ち、本発明の給湯装置によれば、内筐体と外筐体の少なくとも一方に設けられた立設部により、内筐体が外筐体に対して位置決めがなされ、さらに内筐体を外筐体に対して支持可能とするため、ビス等を用いることなく組み立てを行うことができる。これにより、組み立ての作業性が向上するため、製造コストを低減することができる。また、本発明の給湯装置では、内筐体にビス孔等の固定のための貫通孔が形成されることがないため、外筐体はドレンの酸化作用による腐食が起こり得ない。従って、本発明の給湯装置によれば、ドレンが発生する部位にビス等を用いることがないため、ビス穴からドレンが漏れて外筺体が腐食することはなく、さらに効率的な組み立てができるため、製造コストが増加することがない。

請求項２に記載の発明は、前記立設部は、前記内筺体と外筺体の双方に設けられると共に、底部から外側に向かって立設しており、内筺体と外筺体の立設部の係合状態において、内筺体の立設部にドレンが流れることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置である。

かかる構成によれば、内筺体の立設部にドレンが流れるため、外筺体側に一切の腐食対策を講じる必要がないため、より製造コストを減縮できる。

請求項３に記載の発明は、前記熱交排気部は、熱交排気部内を保温可能な断熱材を有し、前記断熱材は、前記内筐体と外筐体との間に位置しつつ、直接的又は間接的に内筐体を支持するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯装置である。

かかる構成によれば、内筐体と外筐体との間に断熱材が位置し、その断熱材が直接的又は間接的に内筐体を支持しているため、内筐体における水平方向及び垂直方向の自由度がさらに奪われて、外筐体に対する内筐体の安定性がより高くなる。なお、ここで言う直接的支持とは、内筐体に対して断熱材が隣接する配置とされて、内筐体が支持された状態であり、間接的支持とは、内筐体と断熱材との間に別の何らかの部材が位置して、断熱材がその部材を支持し、さらにその部材によって内筐体が支持された状態である。

本発明の給湯装置は、前記熱交排気部を通過した燃焼ガスが導入され、排気口に連通する排気流路部を有し、前記排気流路部は、外筐体の内側に配され、前記排気流路部の側面は、前記内筐体又は断熱材に隣接したものであることが推奨される。（請求項４）

請求項５に記載の発明は、前記内筐体は、側壁部と、ドレン排水口が設けられたトレー状の受部を有し、少なくとも一部の前記側壁部の底部側には、内側方向に絞られた絞り部が設けられ、前記絞り部が、受部の内側面に当接しつつ、溶接により固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の給湯装置である。

かかる構成によれば、内筐体は、側壁部の底部側の絞り部が、受部の内側面に当接しつつ、溶接により固定されているため、内筐体にはビス孔等の貫通孔が形成されていない。即ち、本発明の給湯装置によれば、熱交換により発生するドレンが内筺体のビス穴から漏洩することがないため、内筺体のいずれの箇所に付着しても、外筺体を腐食させることがない。

本発明の給湯装置は、前記燃焼部から発生した燃焼ガスが下方に向けて流れる燃焼ガス通路と、当該燃焼ガス通路に対して燃焼ガスの流れ方向下流側に位置し、前記燃焼ガス通路を通過してきた燃焼ガスを受け入れて通過させ、上方に向けて流れ方向を変化させる排気集合部と、前記燃焼ガス通路を流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水又は熱媒体を加熱可能な一次熱交換器とを有し、前記熱交室は、前記排気集合部より燃焼ガスの流れ方向下流側に位置するものであることが推奨される。（請求項６）

本発明によれば、内筐体又は外筐体は、ドレン排水口の縁端部が立設しており、その立設部が対向する位置のドレン排水口の開口に挿通されて、内筐体と外筐体とが係合状態となる。これにより、本発明においては、外筐体に対して内筺体を取り付ける際に、双方にビス孔等を設ける必要がなくなり、ドレンの酸化作用の影響で外筐体などが腐食することがない。また結果的に、内筐体と外筐体とを効率的に組み立てることができるため、製造コストを低減できる。

本発明の実施形態に係る給湯装置の一部を破断した状態を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 熱交排気部を示す分解斜視図である。 受部を示す斜視図で、（ａ）は表側、（ｂ）は裏側である。 図３の熱交筐体のＡ−Ａ断面図である。 内側立設部を外側立設部に係合する段階を示す説明図で、（ａ）は係合前の状態で、（ｂ）は係合後の状態である。 試作した給湯装置の熱交排気部を示す斜視図である。

続いて、本発明の実施形態に係る給湯装置１について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、上下左右の位置関係は、特に断りのない限り、通常の設置状態を基準として説明する。

給湯装置１は、図１に示すように、燃焼部２と、一次熱交換器２０と、二次熱交換器３０とを備えた、所謂潜熱回収型の給湯装置である。給湯装置１は、燃焼部２の下方に燃焼ケース３と、排気集合部５とを有する。また、燃焼部２の側方には、熱交排気部６が設けられている。さらに、排気集合部５の下方には、中和器７が設けられている。燃焼ケース３及び熱交排気部６は、それぞれ給湯装置１の底側に設けられた排気集合部５に連通している。これにより、給湯装置１には、燃焼ケース３から排気集合部５を経て熱交排気部６に至る、断面形状が略「Ｕ」字型となるように連通した空間が形成されている。

図１に示すように、燃焼部２は、空気ケース８や燃料噴霧ノズル１０、送風機１１、燃焼筒１２等を備えている。燃焼部２は、所謂逆燃焼式であり、下方に向けて火炎を形成可能とされている。即ち、燃焼部２は、送風機１１を作動させることによって空気ケース８内に燃焼用の空気を導入すると共に、図示しない燃料供給源から供給されてきた液体燃料を燃料噴霧ノズル１０から下方に向けて噴霧し、燃焼筒１２内において燃焼できる構成とされている。

燃焼ケース３は、燃焼部２に対して下方側に位置しており、燃焼部２における燃焼動作に伴って発生する高温の燃焼ガスが流れる部分（燃焼ガス通路）である。燃焼ケース３の周囲には、内部を流れる高温の燃焼ガスにより過度に高温となるのを防止すべく、水管１５が巻き付けられている。水管１５の一端側には接続部１６が設けられており、これに後述する配管３８が接続されている。また、水管１５の他端側は、後に後述する一次熱交換器２０の一次入水口２５に接続されている。

燃焼ケース３の下端側の部分には、一次熱交換器２０が設けられている。一次熱交換器２０は、燃焼ケース３を流れてきた燃焼ガス中に含まれている顕熱を主として回収するためのものである。一次熱交換器２０は、所謂フィンアンドチューブ型の熱交換器によって構成されている。即ち、一次熱交換器２０は、ほぼ「コ」字型に屈曲した一連の水管２１を有し、この水管２１が燃焼ケース３を横断するように挿通されている。水管２１には、多数のフィン２２が装着されている。一次熱交換器２０は、燃焼ケース３内を流れる高温の燃焼ガスとの熱交換により、水管２１内を流れる湯水（熱媒体）を熱交換加熱することができる。

水管２１は、その一端側に一次出水口２３を有し、他端側に一次入水口２５を有する。一次出水口２３は、図示しない配管等を介してカラン等の湯水の供給先に接続されている。一方、一次入水口２５には、燃焼部２に巻き付けられた水管１５が接続されている。

排気集合部５は、燃焼ケース３の下方に配置され、燃焼ケース３に直接連通した部分である。排気集合部５は、給湯装置１の底側において給湯装置１の幅方向（図１において左右方向）に伸びる内部空間を有する。また、排気集合部５は、燃焼ケース３の側方に配された熱交排気部６とも連通している。具体的には、図２に示すように、排気集合部５は、熱交排気部６の下部に位置する一部が熱交排気部６側に入り込んだ凸空間（導通部）５ａを有し、凸空間５ａと熱交排気部６が連通している。そのため、排気集合部５は、燃焼ケース３を下方に向けて流れる燃焼ガスを流入させると共に、当該燃焼ガスを熱交排気部６に向けて水平方向に流出させる部分として機能する。即ち、排気集合部５は、下方に向けて流れる燃焼ガスの流れ方向を上方に向けて折り返し、水平方向に流出させるための部分として機能する。

図２，３に示すように、熱交排気部６は、外郭部材（外筐体）３９により囲まれた空間３９ｃを有し、その空間３９ｃには、後述する二次熱交換器３０が設けられた熱交室１７と、排気流路部１８と、断熱材４０が配されている。具体的には、熱交排気部６の空間３９ｃのほぼ中央に、熱交室１７と排気流路部１８とが隣接するように配され、熱交室１７と排気流路部１８の両者を囲繞するように断熱材４０が設けられている。

より具体的には、給湯装置１の正面側に熱交室１７が配され、熱交室１７に隣接するように給湯装置１の背面側に排気流路部１８が配されており、熱交室１７が排気流路部１８に対して、燃焼ガスの流れ方向上流側に位置するように配されている。そして、断熱材４０は、熱交室１７と排気流路部１８の側面及び熱交室１７の天面を覆うように配されている。なお、熱交室１７と排気流路部１８が互いに隣接する側には、導入口６ｅ及び連通口６ｉが設けられ、導入口６ｅにより熱交室６と排気集合部５の凸空間５ａとが連通し、連通孔６ｉにより熱交室１７と排気流路部１８が連通している。導入口６ｅは、空間３９ｃの下部側に位置し、連通孔６ｉは、空間３９ｃの上部側に位置している。

熱交排気部６の外郭部材３９は、１つの側面が開放された外殻本体３９ａと、その開放側の側面を閉塞する蓋部材３９ｂにより構成されている。
外殻本体３９ａは、底部に、燃焼ガスが導入される開口３９ｄと、ドレンが排水されるドレン排水口（外側排水口とも言う）３９ｅが設けられている。開口３９ｄは、前記した凸空間５ａに連通する開口である。外側排水口３９ｅは、図２に示すように、縁端部にバーリング加工により形成された外郭部材３９の外方向（下方）に向かって立設した外側立設部３９ｆが設けられている。また、外殻本体３９ａにおける開放された側（蓋部材３９ｂが配される側）と対向する側面には、排気口６ｄが設けられており、この排気口６ｄを通じて燃焼ガスが外部に排出される。また、外殻本体３９ａの内部には、排気口６ｄの下端部から水平方向（外殻本体３９ａの開口側方向）に張り出した内部仕切板３９ｇが設けられている。なお、内部仕切板３９ｇは、上面側（図２）は、後述する変換流路形成部１９が配され、変換流路形成部１９には変換流路形成部１９に連通する連通孔６ｋが設けられている。

熱交排気部６の内部に配された熱交室１７は、図２，３に示すように、熱交筐体（内筐体）４４により囲まれた熱交配置領域１７ｘを有し、その熱交配置領域１７ｘに二次熱交換器３０が配置されている。なお、熱交筐体４４は、ステンレス鋼により構成されている。
即ち、熱交筐体４４には、燃焼ガスが導入される導入口６ｅと、熱交室１７を通過した燃焼ガスが排気流路部１８に流れ込む連通孔６ｉが設けられている。具体的には、導入口６ｅは、熱交筐体４４の側面下部に位置し、連通孔６ｉは、熱交筐体４４の側面上部に位置する。即ち、燃焼ガスは導入口６ｅから熱交室１７に導入され（熱交上流側領域１７ｙ）、二次熱交換器３０が配置された熱交配置領域１７ｘを通過して、熱交下流側領域１７ｚから連通孔６ｉを通じて排気流路部１８に流れ込む。また、図３に示すように、熱交筐体４４における１対の対向する側壁（側壁部）４４ｅには、下部が内側方向に絞られた１対の絞り部４４ｄが設けられている。

ここで、熱交室１７においては、二次熱交換器３０により主に燃焼ガスの潜熱が回収されるため、燃焼ガス中の水蒸気が相変化してドレンが発生する。そのため、本実施形態の給湯装置１では、熱交筐体４４の底部にドレンを受ける受部４４ａが設けられている。受部４４ａは、図４に示すように、トレー状であり、高さの低い側面４４ｆを備えた形状である。即ち、受部４４ａの側面４４ｆは、ドレンが熱交室１７より下部（燃焼ガスの流れ方向上流側）に位置する排気集合部５等に漏洩することを阻止する堰として機能する。また、受部４４ａは、図３に示すように、受部４４ａにおける対向する１対の側面４４ｆと、前記１対の絞り部４４ｄとが接合されて受部４４ａが固定されている。具体的には、図５に示すように、受部４４ａの内側面と、絞り部４４ｄの外側面とが当接した状態で点溶接を施して、受部４４ａを絞り部４４ｄに固定している。

また、受部４４ａには、受部４４ａに滞留したドレンを外部に排水するドレン排水口４４ｂ（内側排水口とも言う）が設けられている。内側排水口４４ｂの縁端部は、バーリング加工により、熱交筐体４４の外方向（外郭部材３９の底部方向）に向かって立設した内側立設部４４ｃが形成されている。内側立設部４４ｃの外径は、外郭部材３９の外側立設部３９ｆの内径より小さい。即ち、熱交筐体４４の内側立設部４４ｃは、外郭部材３９の外側立設部３９ｆに挿通可能であり、内側立設部４４ｃを外側立設部３９ｆに挿通することで互いに係合される。即ち、図６に示すように、内側立設部４４ｃを外側立設部３９ｆに対して係合して、外郭部材３９に対して熱交筐体４４を位置決めすることができる。これにより、外郭部材３９に対する熱交筐体４４の水平方向の自由度を制限することができる。なお、内側立設部４４ｃの立設高さは、外側立設部３９ｆの立設高さと同等あるいはそれ以上の高さに設定されているため、内側立設部４４ｃに流れ込んだドレンが、外側立設部３９ｆに付着することがない。即ち、外側立設部３９ｆに対して、ドレンの酸性作用による腐食対策を講じる必要がない。

従って、本実施形態の給湯装置１によれば、熱交筐体４４は、外郭部材３９に対して、ビス等を用いることなく取り付け可能であるため、熱交筐体４４の内外を貫通する貫通孔を設ける必要がない。これにより、熱交室１７内で発生したドレンが、前記ビス用貫通孔から漏れて外郭部材３９を腐食させたり、当該貫通孔から燃焼ガスが外部に漏れたりすることもない。また、本実施形態の給湯装置によれば、熱交筐体４４の内側立設部４４ｃにより、熱交筐体４４を容易に位置決めできるため、組み立て効率を向上させることができる。

一方、熱交排気部６の内部に配された排気流路部１８は、図２，３に示すように、排気流路形成部材１４により構成されている。排気流路形成部材１４は、アルミメッキ鋼板により構成されており、外枠部材１４ａと流路仕切り部材１４ｂ，１４ｃとを備えたものである。なお、本発明では、排気流路形成部材１４は、アルミメッキ鋼板によって構成されているものに限定されるものではなく、ステンレス鋼等の金属で構成されているものであっても構わない。

外枠部材１４ａは、折り曲げ加工により形成されており、前記した排気集合部５の凸空間５ａと、排気流路部１８と、それらの間に位置する吸音材２９が充填される充填空間２４とを一体的に成形している。なお、前記吸音材２９は、空隙を内包した材質によって構成されている。具体的には、吸音材２９は、所謂グラスウールやロックウール、セラミックファイバーのような繊維をバインダーで結着することにより内部に空隙を有するものや、所謂シリコンスポンジのようにスポンジ状に多数の孔を有する多孔体等によって構成されている。本実施形態では、グラスウールをバインダーで結着したもので充填空間２４の内部形状（ほぼ直方体状）に合うように形状を調整したものが装着されている。

そして、折り曲げ加工により形成された外枠部材１４ａの内部では、上方（凸空間５ａに対して燃焼ガスの流れ方向下流側）に位置する排気流路部１８に、流路仕切り部材１４ｂが装着されて排気流路部１８の流路が折り返された形状とされ、下方（排気流路１８に対して燃焼ガスの流れ方向上流側）に位置する凸空間５ａに、流路仕切り部材１４ｃが装着されて円弧状の流路とされている。なお、流路仕切り部材１４ｂ，１４ｃは、点溶接により外枠部材１４ａに固定されている。

即ち、排気流路部１８は、連通口６ｉから最初に燃焼ガスが流入される下方流路形成部１８ｓと、下方流路形成部１８ｓに対して燃焼ガスの流れ方向下流側に位置する上方流路形成部１８ｔとを有する。具体的には、図２に示すように、熱交室１７の背面側に下方流路形成部１８ｓが位置し、下方流路形成部１８ｓの背面側に上方流路形成部１８ｔが位置している。

より具体的には、下方流路形成部１８ｓと上方流路形成部１８ｔは、流路仕切り部材１４ｂによって仕切られており、断面形状が「Ｕ」字型のＵ字状流路を形成している。流路仕切り部材１４ｂは、排気流路部１８を縦断するように設けられている。そして、流路仕切り部材１４ｂは、排気流路部１８の下部側に連通口６ｊが設けられ、下方流路形成部１８ｓと上方流路形成部１８ｔを連通させている。即ち、下方流路形成部１８ｓを下向きに通過した燃焼ガスは、連通口６ｊで、一端、水平方向に方向転換され、上方流路形成部１８ｔに流入する。

上方流路形成部１８ｔは、燃焼ガスを上向きに通過させるもので、上方流路形成部１８ｔの上部で後述する変換流路形成部材１９と連通している。具体的には、上方流路形成部１８ｔは、上部に連通口６ｋが設けられ、連通口６ｋを上向きに通過した燃焼ガスが、変換流路形成部材１９に導入される。

変換流路形成部材１９は、熱交排気部６の上部側に配され、燃焼ガスを、熱交室１７を通過する燃焼ガスの流れ方向、又は、上方流路形成部１８ｔを通過する燃焼ガスの流れ方向と交差する方向に流すことが可能なものである。また、変換流路形成部材１９は、外部雰囲気と連通した排気口６ｄを有する。即ち、変換流路形成部１９を通過した燃焼ガスは、排気口６ｄを略水平方向に通過して外部に排出される。

従って、本実施形態に採用される熱交排気部６は、熱交筐体４４の受部４４ａに設けられた内側立設部４４ｃが、外郭部材３９の底部に設けられた外側立設部３９ｆに挿通されて、外郭部材３９に対する熱交筐体４４の位置決めがなされる。そして、位置決めがなされた熱交筐体４４に、排気流路部１８の外枠部材１４ａが隣接して配される。このとき、熱交筐体４４と外枠部材１４ａとは、導入口６ｅと連通孔６ｉにより連通されている。また、この熱交筐体４４と外枠部材１４ａの外側面と、外郭部材３９の内側面との間に断熱材４０が配され、さらに熱交筐体４４の天面と、外郭部材３９の内部仕切板３９ｇの下側との間に断熱材４０が配されることで、熱交筐体４４と外枠部材１４ａが外郭部材３９に対して、水平方向及び垂直方向に移動しないように固定される。

即ち、本発明の給湯装置１によれば、ビス等を用いることなく熱交室１７を構成する熱交筐体４４と、排気流路部１８を構成する外枠部材１４ａを熱交排気部６を構成する外郭部材３９に対して固定することができる。そのため、ビスを用いた場合に形成されるビス孔等が形成されないため、ビス孔等からドレン漏れて、外郭部材３９が腐食したり、当該ビス穴から燃焼ガスが外部に漏れたりすることもない。
また、本発明の給湯装置１は、熱交筐体４４が、内側立設部４４ｃにより外郭部材３９に対して位置決めされ、さらに断熱材４０（直接的支持部材）及びその断熱材４０により支持された外枠部材１４ａ（間接的支持部材）により支持される構成であるため、熱交排気部６を容易に組み立てることができる。これにより、組み立てに要する手間が省け、製造効率を向上させることができるため、製造コストを低減することができる。

また、図１，２に示すように、熱交排気部６の熱交室１７内には、二次熱交換器３０が配されている。二次熱交換器３０は、複数の受熱管３１（本実施形態では、図１に示すように６本）と、入水側ヘッダ３２と、出水側ヘッダ３３とを備えている。受熱管３１は、熱伝導性に優れ、表面が円滑な配管によって形成されており、熱交排気部６内において上下方向に伸びるように複数並べられて配されている。各受熱管３１は、熱交換に伴って発生するドレンが表面に付着しても、このドレンは、受熱管３１の表面に滞ることなく、スムーズに落下する。

具体的に説明すると、各受熱管３１は、その一端側が熱交排気部６の上端側に設けられた入水側ヘッダ３２に接続されており、他端側が熱交排気部６の下端側に設けられた出水側ヘッダ３３に接続されている。そして、各受熱管３１は、図２に示すように、中途において略「く」の字型に複数回折り返された蛇行した形状とされている。これにより、受熱管３１は、中途に熱交排気部６内を横断する横断部３１ａが複数形成されており、この横断部３１ａ同士の間に折返部３１ｂを有する。横断部３１ａは、下り勾配を付けて配されている。また、横断部３１ａは上下方向に隣接する位置に配された横断部３１ａとその下り勾配の方向が異なる。具体的には、図２に示すように、横断部３１ａのうち受熱管３１の最も上方側（上流側）に位置するものは、給湯装置１の背面側（図２において右側）に向かうにつれて下方に傾斜するように下り勾配を付けて配されている。そのため、熱交換に伴って受熱管３１の表面にドレンが付着しても、これが横断部３１ａの表面を伝って流れて落下することとなるため、ドレンが受熱管３１の表面に長期にわたって付着することなく、スムーズに回収することができる。

なお、入水側ヘッダ３２には、二次入水口３５が設けられており、図示しない配管を介して図示しない給水源に接続されている。一方、各受熱管３１の下端側は、それぞれ出水側ヘッダ３３に接続されている。出水側ヘッダ３３には、二次出水口３７が設けられている。二次出水口３７は配管３８を介して上記した一次熱交換器２０の接続口１６に接続されている。また、二次入水口３５及び二次出水口３７は、外殻部材３９から外部に突出した配置とされている。

続いて、給湯装置１の動作について、燃焼ガスや湯水の流れを中心として詳細に説明する。
給湯装置１は、図示しない流量センサ等により外部の給水源から二次熱交換器３０に向けて湯水が供給されてきたことが検知されると、燃焼部２が燃焼作動を開始する。燃焼部２における燃焼作動に伴って発生した燃焼ガスは、図２に示す燃焼ケース３内を下方に向けて流れる。その後、燃焼ガスは、給湯装置１の底側に設けられた排気集合部５を通過し、排気集合部５の凸空間５ａに流入する。そして、燃焼ガスは、熱交排気部６の側面に設けられた導入口６ｅを水平方向に通過して、熱交排気部６側に抜ける。このようにして熱交排気部６内に流入した燃焼ガスは、熱交室１７の上流側領域１７ｙで上向きに進行方向が転換され、熱交配置領域１７ｘに設けられた二次熱交換器３０の各受熱管３１の間を縫うようにして流れた後、下流側領域１７ｚに至り、さらに進行方向が方向転換される。

そして、熱交室１７の下流側領域１７ｚで方向転換された燃焼ガスは、水平方向に連通口６ｉを通過して、排気流路部１８側に抜ける。このようにして排気流路部１８内に流入した燃焼ガスは、図２に示すように、すぐさま下向きに進行方向が方向転換され、下方流路形成部１８ｓを通過する。そして、下方流路形成部１８ｓを通過した燃焼ガスは、下端部に至ると、進行方向が方向転換される。即ち、連通口６ｊを水平方向に通過して、上方流路形成部１８ｔ側に抜ける。その後、燃焼ガスは、上向きに進行方向を方向転換して、上方流路形成部１８ｔを通過する。そして、上方流路形成部１８ｔを通過した燃焼ガスが、上端部に至り、連通口６ｋを垂直上向きに通過して、変換流路形成部材１９側に抜ける。排気流路部１８を通過してきた燃焼ガスは、水平方向に進行方向が方向変換され、変換流路形成部材１９を排気口６ｄに向かって流れる。そして、燃焼ガスは、排気口６ｄを燃焼ガスが熱交室１７を流れる方向と交差する方向に通過する。即ち、燃焼ガスは、排気口６ｄを上向きでも下向きでもなく、水平方向に通過して、外部に排気される。

一方、外部から供給されてきた湯水は、二次熱交換器３０の入水側ヘッダ３２を介して、これに接続されている複数（図示状態では６本）の受熱管３１のそれぞれに流入する。各受熱管３１に流入した湯水は、横断部３１ａ及び折返部３１ｂとの繰り返しによって給湯装置１の正面側と背面側との間を行き来するように形成されたジグザグ状の流路内を下方側に向けて流れる。受熱管３１における湯水の流れは、全体として上方から下方に向けて流れるものであるため、熱交室１７内を上方に向けて流れ、さらに規制板４により蛇行状に流れる燃焼ガスと対向流の関係にある。そのため、各受熱管３１を流れる湯水は、燃焼ガスと効率良く熱交換しながら熱交排気部６の下方側に設けられた出水側ヘッダ３３に向けて流れる。

ここで、上記したようにして、二次熱交換器３０において熱交換が行われると、熱交排気部６内を流れる燃焼ガス中に含まれている潜熱が、各受熱管３１内を流れる湯水に回収される。これに伴い、燃焼ガス中に含まれている水分が凝縮され、二次熱交換器３０の受熱管３１の表面にドレンが付着する。そして、ドレンが凝集して重力に逆らえない程度に成長すると、凝集したドレンは下方に向けて落下する。

また、給湯装置１は、受部４４ａの側面４４ｆが、ドレンの流れを制限する堰として機能するため、受部４４ａに落下したドレンは、内側排水口４４ｂに流れ、外殻部材３９の外側排水口３９ｅに接続された配管４８を経由させて、中和器７に導くことができる。即ち、二次熱交換器３０からドレンが受部４４ａに落下しても、ドレンは受部４４ａよりも燃焼ガスの流れ方向上流側に位置する排気集合部５には流入せず、ドレン排出系統を介して中和器７に向けて排出され、中和される。

また、上述したように、二次熱交換器３０との熱交換で、燃焼ガスの殆どの水蒸気がドレンとして発生するため、二次熱交換器３０を通過した燃焼ガスは乾燥した気体となる。そして、熱交室１７を通過した燃焼ガスは、排気流路部１８内部で水滴を殆ど生じることがない。これにより、排気流路部１８内部がドレンで濡らされて、ドレンの酸化作用により腐食することが抑制される。
そして、排気流路部１８を通過した燃焼ガスは、進行方向を方向変換されて変換流路形成部１９を通過して、外部に排出される。

上記実施形態では、熱交排気部６に熱交室１７と排気流路部１８を配して、熱交室１７が断熱材４０に間接的に支持された箇所を備えた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、熱交室１７が断熱材４０のみに直接的に支持された構成であっても構わない。これにより、熱交室１７を構成する熱交筐体４４は、外郭部材３９に対して、より安定した取り付けが可能となる。

上記実施形態では、外郭部材３９の外側排水口３９ｅの縁端部に外側立設部３９ｆを設けて、当該外側立設部３９ｆに熱交筐体４４の内側立設部４４ｃを係合させる構成を示したが、本発明はこれに限定されず、外郭部材３９の外側排水口３９ｅに立設部を設けることなく、当該外側排水口３９ｅの開口に内側立設部４４ｃを挿通して外郭部材３９と熱交筐体４４を係合する構成であっても構わない。この場合、内側立設部４４ｃに中和器７と接続された配管４８を接続することが望ましい。

上記実施形態では、外郭部材３９の外側立設部３９ｆと、熱交筐体４４の内側立設部４４ｃの双方を下方（図２）に立設した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、外郭部材３９の外側立設部３９ｆを上方（図２）に立設させて、立設部を設けない熱交筐体４４の内側排水口４４ｂに挿通する構成であっても構わない。この場合、底部における、外郭部材３９と熱交筐体４４の間にスペーサ等を設けることが望ましい。これにより、外郭部材３９の外側立設部３９ｆの突端部と、熱交筐体４４の内側排水口４４ｂの開口端との段差が形成されることが防止できるため、受部４４ａに落下したドレンを円滑に外部に排出することができる。
また、この構成によれば、外郭部材３９の外側立設部３９ｆを含む底部、ドレンが付着することが懸念されるため、少なくとも外郭部材３９の底部にステンレス鋼等の耐腐食性が高い部材を用いることが推奨される。

上記実施形態で示した給湯装置１は、所謂逆燃焼方式の燃焼部２を備えたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、燃焼部２は、上方に向けて火炎を形成するタイプのものであってもよい。また、上記した燃焼部２は、液体燃料を噴霧して燃焼するものであったが、これに代わって、例えば従来公知の気化式の給湯装置のように、液体燃料を気化したものを燃焼するタイプのもの等、いかなる燃焼形態を採用したものであってもよい。

１ 給湯装置
２ 燃焼部
５ 排気集合部
６ 熱交排気部
２０ 一次熱交換器
３０ 二次熱交換器
３９ 外郭部材（外筐体）
３９ｅ 外側排水口（ドレン排水口）
３９ｆ 外側立設部（立設部）
４０ 断熱材
４４ 熱交筐体（内筐体）
４４ａ 受部
４４ｂ 内側排水口（ドレン排水口）
４４ｃ 内側立設部（立設部）
４４ｄ 絞り部
４４ｆ 側壁部

Claims (6)

1. 燃焼部と、熱交換器を有する熱交排気部とを備え、燃焼部で発生した燃焼ガスを前記熱交排気部に導入して、当該燃焼ガスと前記熱交換器を流れる湯水とが熱交換する給湯装置であって、
   前記熱交排気部は、熱交換器が内蔵される内筐体と、当該内筐体を内側に配置可能な外筐体とを有し、
   前記内筐体及び外筐体の底部には、燃焼ガスと湯水との熱交換により発生するドレンを排出するドレン排水口が設けられ、
   前記内筐体と外筐体の少なくとも一方の前記ドレン排水口は、縁端部が立設された立設部を有し、
   前記内筐体と外筐体は、ドレン排水口同士が連通した状態で、立設部が他方のドレン排水口に挿通されて係合していることを特徴とする給湯装置。
2. 前記立設部は、前記内筺体と外筺体の双方に設けられると共に、底部から外側に向かって立設しており、
   内筺体と外筺体の立設部の係合状態において、内筺体の立設部にドレンが流れることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記熱交排気部は、熱交排気部内を保温可能な断熱材を有し、
   前記断熱材は、前記内筐体と外筐体との間に位置しつつ、直接的又は間接的に内筐体を支持するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯装置。
4. 前記熱交排気部を通過した燃焼ガスが導入され、排気口に連通する排気流路部を有し、
   前記排気流路部は、外筐体の内側に配され、
   前記排気流路部の側面は、前記内筐体又は断熱材に隣接していることを特徴とする請求項３に記載の給湯装置。
5. 前記内筐体は、側壁部と、ドレン排水口が設けられたトレー状の受部を有し、
   前記側壁部の底部側には、内側方向に絞られた絞り部が設けられ、
   前記絞り部が、受部の内側面に当接しつつ、溶接により固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の給湯装置。
6. 前記燃焼部から発生した燃焼ガスが下方に向けて流れる燃焼ガス通路と、
   当該燃焼ガス通路に対して燃焼ガスの流れ方向下流側に位置し、前記燃焼ガス通路を通過してきた燃焼ガスを受け入れて通過させ、上方に向けて流れ方向を変化させる排気集合部と、
   前記燃焼ガス通路を流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水又は熱媒体を加熱可能な一次熱交換器とを有し、
   前記熱交室は、前記排気集合部より燃焼ガスの流れ方向下流側に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の給湯装置。

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